DE10351957A1 - Damping system with a LOLIMOT model against drive train vibrations - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung mit einer Erfassungseinrichtung (4, 7) zur Ermittlung einer die Torsion eines Antriebsstrangs (3) einer Brennkraftmaschine (1) wiedergebenden mechanischen Zustandsgröße (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶) und einer Stelleinrichtung (2) zur Ansteuerung einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Stellgröße in Abhängigkeit der mechanischen Zustandsgröße (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶). Es wird vorgeschlagen, dass die mechanische Zustandsgröße (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶) von einem Prädiktorglied (4) ermittelt wird, das ein Modell des Antriebsstrangs (3) und/oder der Brennkraftmaschine (1) enthält.The invention relates to a damping device having a detection device (4, 7) for determining a mechanical state variable (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶) representing the torsion of a drive train (3) of an internal combustion engine (1) and an actuating device (2) for driving an internal combustion engine (1) with a manipulated variable as a function of the mechanical state variable (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶). It is proposed that the mechanical quantity of state (DELTAalpha¶MODELL¶, DELTAalpha¶IST¶) be determined by a predictor member (4) containing a model of the drive train (3) and / or the internal combustion engine (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Dämpfungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The The invention relates to a damping device according to the generic term of claim 1 and a damping method according to the generic term of claim 12.
Durch technische Verbesserungen insbesondere bei der Direkteinspritztechnik konnte die Dynamik der Leistungsentfaltung von Brennkraftmaschinen deutlich gesteigert werden. Dadurch kommt es zu ausgeprägten Lastsprüngen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, die diese Brennkraftmaschinen zum Antrieb verwenden. Lastsprünge stellen eine breite Anregung im Frequenzbereich für das schwingungsfähige System Antriebsstrang dar. Dadurch können niederfrequente Torsionsschwingungen im Antriebsstrang ausgelöst werden. Die Eigenform der tiefsten Torsionsschwingung besteht dabei aus einer Winkelverdrehung des Motors gegenüber den angetriebenen Rädern. Eine solche Schwingung macht sich besonders als Ruckeln in Längsrichtung des Fahrzeugs bemerkbar und reduziert die Fahrbarkeit des Kraftfahrzeugs beträchtlich. Des Weiteren stellen diese Schwingungen wie auch die Lastsprünge selbst eine hohe Belastung für den Antriebsstrang dar, wodurch der Verschleiß erhöht wird und es zu Materialermüdungen kommen kann.By technical improvements, especially in direct injection technology could the dynamics of the power delivery of internal combustion engines be increased significantly. This leads to pronounced load jumps in powertrains of motor vehicles that use these internal combustion engines for propulsion. load jumps provide a wide excitation in the frequency domain for the oscillatory system Driveline dar. This can Low-frequency torsional vibrations in the drive train are triggered. The eigenform of the deepest torsional vibration consists of an angular rotation of the motor relative to the driven wheels. A such oscillation turns out to be particularly jerky in the longitudinal direction of the Vehicle noticeable and reduces the drivability of the motor vehicle considerably. Furthermore, these vibrations as well as the load jumps themselves a heavy burden for the drive train, whereby the wear is increased and it comes to material fatigue can.
Eine bekannte Möglichkeit, die Schwingungen und deren negative Auswirkungen zu unterdrücken, besteht darin, die Schwingung aus einem von einem Drehzahlsensor an der Brennkraftmaschine aufgenommenen Messsignal herauszufiltern, und durch die Brennkraftmaschine ein Gegendrehmoment zur Schwingung aufzubringen. Dazu wird das Signal des Drehzahlsensors mit einem Tiefpass gefiltert und phasenverschoben.A known possibility to suppress the vibrations and their negative effects exists in it, the vibration from one of a speed sensor on the Internal combustion engine recorded measuring signal filter, and by the internal combustion engine to apply a counter torque to the vibration. For this purpose, the signal of the speed sensor is filtered with a low-pass filter and out of phase.
Das beschriebene Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass es nahe der Stabilitätsgrenze betrieben werden muss, um wirksam zu sein. Problematisch ist hierbei insbesondere, dass das Dämpfungsdrehmoment mit einer Frequenz aufgebracht wird, die der Torsionsresonanzfrequenz entspricht. Deswegen führen bereits kleine Fehler bei der Berechnung des Gegendrehmoments oder kleine Änderungen im mechanischen Verhalten des Antriebsstrangs unter Umständen zu Instabilitäten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich die mechanischen Eigenschaften des Antriebsstrangs im Allgemeinen über die Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs verändern, beispielsweise kommt es zu Verschleiß an Zahnrädern oder zu einer Änderung der elastischen Eigenschaften von Wellenkupplungen. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist, dass nur auf bereits existierende Schwingungen reagiert werden kann, die Dämpfung setzt also erst ein, wenn die hohe Belastung für den Antriebsstrang bereits vorhanden ist.The However, the method described has the disadvantage that it is close operated the stability limit must be in order to be effective. In particular, the problem here is that the damping torque is applied at a frequency that is the torsional resonance frequency equivalent. Because of that lead already small errors in the calculation of the counter torque or small changes in the mechanical behavior of the powertrain under certain circumstances Instabilities. It is important to take into account that the mechanical properties of the powertrain in the Generally about change the life of a motor vehicle, for example, comes it to wear on gears or to a change the elastic properties of shaft couplings. Another disadvantage of the method is that only on existing vibrations can be reacted, the damping Only sets in when the high load on the powertrain already is available.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand Schwingungen im Antriebsstrang zu unterdrücken, wobei insbesondere hohe Belastungen des Antriebsstrangs und Ruckelbewegungen des Fahrzeugs vermieden werden sollen.Of the The invention is therefore based on the object, with the least possible effort vibrations in Suppress drive train, in particular, high loads on the drive train and jerking movements of the vehicle should be avoided.
Die Aufgabe wird mit einer Dämpfungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Dämpfungsverfahren gemäß Anspruch 12 gelöst.The Task is with a damping device according to claim 1 and a damping method according to claim 12 solved.
Die Erfindung geht von der physikalischen Erkenntnis aus, dass die Brennkraftmaschine, der Antriebsstrang oder der Drehzahlsensor eine Totzeit aufweisen, welche die Regelung von Dämpfungsdrehmomenten zur Unterdrückung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang erschwert. Beispielsweise führt eine erhöhte Kraftstoffzufuhr nicht unmittelbar zu einem erhöhten Antriebsdrehmoment der Brennkraftmaschine, da die Kraftstoffmenge getaktet in die Brennräume eingespritzt wird, wodurch Zeitverluste entstehen.The Invention is based on the physical knowledge that the internal combustion engine, the drive train or the speed sensor have a dead time, which is the regulation of damping torques for suppression of torsional vibrations in the drive train difficult. For example leads one increased Fuel supply is not directly related to increased drive torque Internal combustion engine, since the fuel quantity injected clocked into the combustion chambers becomes, which causes time losses.
Vorteilhafterweise wird deshalb im Rahmen der Erfindung ein Prädiktorglied eingesetzt, um eine mechanische Zustandsgröße des Antriebsstrangs als Antwort auf eine Stellgröße zu ermitteln. Dies hat den Vorteil, dass die Stellgröße in Abhängigkeit von der ermittelten mechanischen Zustandsgröße festgelegt werden kann und die Brennkraftmaschine mit der so modifizierten Stellgröße angesteuert wird. Damit wird bereits die Anregung von Torsionsschwingungen unterdrückt.advantageously, Therefore, in the context of the invention, a predictor member is used to a mechanical state variable of the drive train as Determine response to a manipulated variable. This has the advantage that the manipulated variable as a function of the determined fixed mechanical state variable can be and the internal combustion engine with the so modified Control value activated becomes. Thus, the excitation of torsional vibrations is already suppressed.
Die Stellgröße für die Brennkraftmaschine kann beispielsweise die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, andere Stellgrößen, wie beispielsweise die Drosselklappenstellung zu beeinflussen.The Manipulated variable for the internal combustion engine can For example, be the fuel supplied to the engine. However, it is also conceivable other manipulated variables, such as the Affect throttle position.
Die mechanische Zustandsgröße gibt vorzugsweise die zeitliche Veränderung der Torsion des Antriebsstrangs wieder, um Torsionsschwingungen deutlich von den anderen im Betrieb üblichen Belastungen zu unterscheiden.The mechanical state variable gives preferably the temporal change the torsion of the drive train again, to torsional vibrations clearly from the others usual in the company Distinguish loads.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung berücksichtigt vorzugsweise das eingestellte Übersetzungsverhältnis des Getriebes und andere Übersetzungen im Antriebsstrang. So kann die Dämpfungseinrichtung einen Signaleingang zur Aufnahme eines das Übersetzungsverhältnis des Getriebes wiedergebenden Signals umfassen.The inventive device considered preferably the set transmission ratio of Gear and other translations in the Powertrain. Thus, the damping device a signal input for receiving a the transmission ratio of Gear reproducing signal include.
Das Prädiktorglied weist vorzugsweise ein Modell der Brennkraftmaschine und des Antriebsstrangs auf, um die mechanische Zustandsgröße zu ermitteln. Ein Modell hat den Vorteil, dass es eine rechnerische Vorhersage der mechanischen Antwort auf vorgegebene Ansteuerungen ermöglicht.The predictive member preferably has a model of the internal combustion engine and the drive stranded to determine the mechanical state quantity. A model has the advantage that it allows a mathematical prediction of the mechanical response to given controls.
Vorzugsweise ist das in dem Prädiktorglied enthaltene Modell im wesentlichen totzeitfrei. Da besonders die Brennkraftmaschine aufgrund des Verbrennungsprozesses eine Totzeit aufweist, hat dies den Vorteil eines Zeitgewinns. Wird vor einem Regelungseingriff die tatsächliche Antwort des Antriebsstrangs auf die Stellgröße abgewartet, so können während der dabei verstreichenden Totzeit weitere schwingungsanregende Impulse durch die Stellgröße gegeben werden, ohne dass dagegen geregelt wird. Wird dagegen die Antwort zeitnah, d.h. so schnell es die Recheneinheit des Modells erlaubt, berechnet, so können Torsionsschwingungen bereits im Anfangsstadium unterdrückt werden oder es kann die Anregung von Torsionsschwingungen unterdrückt werden. Auch der Antriebsstrang oder der Drehzahlsensor können eine Totzeit aufweisen.Preferably is the one contained in the predictor Model essentially dead time free. Especially the internal combustion engine Due to the combustion process has a dead time, this has the Advantage of a time saving. Is before a control intervention the actual Response of the powertrain to the manipulated variable, so can during the while passing dead time further vibration stimulating impulses given by the manipulated variable without being regulated. Will be the answer timely, i. as fast as the arithmetic unit of the model allows, calculated, so can Torsionsschwingungen be suppressed in the initial stage or the excitation of torsional vibrations can be suppressed. Also, the powertrain or the speed sensor can a Have dead time.
Vorteilhafterweise weist das Modell des Prädiktorglieds adaptierbare Modellparameter auf. Dies hat den Vorteil, dass das Modell angepasst werden kann, falls sich die mechanischen Eigenschaften der Brennkraftmaschine, des Antriebsstrangs oder des Fahrzeugs ändern. Beispielsweise kann der Antriebsstrang aufgrund von Verschleißerscheinungen seine mechanischen Eigenschaften über die hebenszeit des Kraftfahrzeugs verändern oder durch Zuladung des Kraftfahrzeugs kann die Masse des Kraftfahrzeugs verändert werden. Vorzugsweise weist die Dämpfungseinrichtung deshalb eine Adaptionseinheit zur Adaption der Modellparameter während der Fahrt auf. Dadurch kann das Modell jederzeit geänderten mechanischen Eigenschaften angepasst werden. Es ist außerdem vorstellbar, die Parameter geschwindigkeitsabhängig zu verändern, beispielsweise um einen höheren Luftwiderstand zu berücksichtigen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stützt die Adaptionseinheit die Modellzustände. Die Adaptionseinheit kann dazu Messwerte, die ohnehin im Fahrzeug gemessen werden, wie beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der angetriebenen Räder, verwenden. Damit können Störungen und Modellungenauigkeiten unmittelbar korrigiert werden, was die Qualität der Vorhersage des Prädiktorglieds erhöht.advantageously, indicates the model of the predictor member adaptable model parameters. This has the advantage that the Model can be adjusted if the mechanical properties the internal combustion engine, powertrain or vehicle. For example can the drive train due to wear its mechanical Properties over change the lifting time of the motor vehicle or by loading the Motor vehicle, the mass of the motor vehicle can be changed. Preferably, the damping device Therefore, an adaptation unit for adapting the model parameters while driving on. This allows the model at any time changed mechanical properties be adjusted. It is also conceivable to change the parameters as a function of the speed, for example by one higher Air resistance to be considered. In an advantageous embodiment of the invention the adaptation unit the model states. The adaptation unit can to measured values, which are measured anyway in the vehicle, such as the speed of the internal combustion engine or the driven wheels use. This can disturbances and Model inaccuracies are corrected immediately, which improves the quality of the prediction of predictor elevated.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellt ein Mehrmassenschwingermodell die Brennkraftmaschine und den Antriebsstrang mit der Fahrzeugmasse im Modell dar. Dabei können je nach benötigter Modellierungsgenauigkeit zwei, drei, vier oder mehr Modellmassen durch Feder-/Dämpferelemente miteinander verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass das schwingfähige System aus Brennkraftmaschine, Antriebsstrang und Fahrzeugmasse zwar vereinfacht aber dennoch realitätsnah abgebildet werden kann.In an advantageous embodiment The invention provides a multi-mass model of the engine and the drive train with the vehicle mass in the model dar can depending on the required Modeling accuracy two, three, four or more model masses by spring / damper elements be connected to each other. This has the advantage that the oscillatory system Although simplified from internal combustion engine, powertrain and vehicle mass but still close to reality can be displayed.
Um die erste Torsionsschwingungseigenform des Antriebsstrangs zu erfassen kann vorteilhafterweise ein Zwei-Massen-Torsionsschwinger-Modell als Mehrmassenschwingermodell eingesetzt werden. Das Zwei-Massen-Torsionsschwinger-Modell umfasst zwei Massenträgheitsmomente und ein Feder-/Dämpferelement, das diese Massenträgheitsmomente verbindet. Das Feder-/Dämpferelement besteht aus einer Drehfeder und einem Torsionsdämpfer. Es ist jedoch auch vorstellbar, nur eine Drehfeder anzuordnen und die Dämpfung des Antriebsstrangs unberücksichtigt zu lassen, wodurch das Modell vereinfacht würde. Dies ist insbesondere bei sehr kleinen Dämpfungen des Antriebsstrangs vorteilhaft. Vorzugsweise stellt das erste Massenträgheitsmoment die bewegten Teile der Brennkraftmaschine dar, beispielsweise die Kurbelwelle, die Pleuelstangen und die Kolben. Mit dem zweiten Massenträgheitsmoment werden die Räder und die Fahrzeugmasse modelliert, wobei die Fahrzeugmasse in die Berechnung des Massenträgheitsmoments mit einem Trägheitsradius eingeht, der im wesentlichen gleich dem Radius der Räder ist. Das Modell berücksichtigt jeweils das eingestellte Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Alternativ ist auch vorstellbar, zusätzlich weitere Massenträgheitsmomente beispielsweise für das Getriebe in das Modell einzuführen, wodurch sich die Vorhersagegenauigkeit des Modells erhöhen kann.Around to detect the first torsional vibration form of the drive train may advantageously be a two-mass torsional vibration model be used as a multi-mass model. The two-mass torsional vibration model includes two mass moments of inertia and a spring / damper element, these moments of inertia combines. The spring / damper element consists of a torsion spring and a torsion damper. However, it is also conceivable only to arrange a torsion spring and the damping of the drive train unconsidered which would simplify the model. This is especially true at very small attenuations of the drive train advantageous. Preferably, the first moment of inertia represents the moving parts of the internal combustion engine, for example, the Crankshaft, the connecting rods and the pistons. With the second moment of inertia become the wheels and the vehicle mass modeled, wherein the vehicle mass in the Calculation of the moment of inertia with a radius of gyration enters, which is substantially equal to the radius of the wheels. The model considered in each case the set transmission ratio of Transmission. Alternatively, it is also conceivable, in addition further moments of inertia for example to introduce the gearbox into the model, resulting in the prediction accuracy of the model can.
Vorteilhafterweise sind die Modellparameter Konstanten der Massenträgheitsmomente oder des Feder-/Dämpferelements. So kann ein Modellparameter den Wert des einen Massenträgheitsmomentes, der andere Modellparameter den Wert des anderen Massenträgheitsmomentes, ein dritter Modellparameter die Drehfederkonstante des Antriebsstrangs und ein vierter Modellparameter die Torsionsdämpfungskonstante des Antriebsstrangs wiedergeben. Im Zusammenhang mit der Adaptionseinheit zur Adaption der Modellparameter kann so das Zwei-Massen-Torsionsschwinger-Modell geänderten mechanischen Eigenschaften des Antriebsstrangs und anderer Komponenten angepasst werden. So kann beispielsweise das Massenträgheitsmoment, das die Räder mit der Fahrzeugmasse modelliert um einen entsprechenden Betrag erhöht werden, falls eine höhere Zuladung des Fahrzeugs vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass die Vorhersagegenauigkeit des Modells nicht unter einer Veränderung der Fahrzeugmasse leidet. Weiterhin ist vorstellbar, dass sich die Federsteifigkeit des Antriebsstrangs über die Lebensdauer des Fahrzeugs verändert. Über die Adaptionseinheit kann in einem solchen Fall vorteilhafterweise die Drehfederkonstante des Antriebsstrangs an die veränderten mechanischen Eigenschaften angepasst werden. Außerdem kann auch die Torsionsdämpferkonstante mit der Adaptionseinheit geänderten mechanischen Gegebenheiten angepasst werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Modellparameter in Abhängigkeit von dem eingestellten Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs festgelegt. Vorteilhafterweise werden in einem Speicher für jedes Übersetzungsverhältnis ein Satz Modellparameter vorgehalten. Bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses werden die eventuell angepassten Modellparameter des letzten Übersetzungsverhältnisses wieder abgespeichert. Dies hat den Vorteil, dass das Prädiktorglied bei Vorgabe eines geänderten Übersetzungsverhältnisses unmittelbar ein passendes Modell zur Verfügung hat.Advantageously, the model parameters are constants of the mass moment of inertia or of the spring / damper element. Thus, one model parameter may represent the value of one moment of inertia, the other model parameter the value of the other mass moment of inertia, a third model parameter the torsion spring constant of the drive train and a fourth model parameter the torsional damping constant of the drive train. In conjunction with the adaptation unit for adapting the model parameters, the two-mass torsional vibration model can thus be adapted to changed mechanical properties of the drive train and other components. Thus, for example, the moment of inertia that models the wheels with the vehicle mass can be increased by a corresponding amount if there is a higher payload of the vehicle. This has the advantage that the prediction accuracy of the model does not suffer from a change in vehicle mass. Furthermore, it is conceivable that the spring stiffness of the drive train changes over the life of the vehicle. In such a case, the torsion spring constant of the drive train can advantageously be adapted to the changed mechanical properties via the adaptation unit. In addition, the torsion damper can also constant adapted to the adaptation unit changed mechanical conditions. In a further advantageous embodiment, the model parameters are determined as a function of the set transmission ratio of the drive train. Advantageously, a set of model parameters is maintained in a memory for each gear ratio. When changing the gear ratio, the possibly adapted model parameters of the last gear ratio are stored again. This has the advantage that the predictive member has a suitable model immediately when specifying a changed gear ratio.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Modell, das im Prädiktorglied enthalten ist, ein LOLIMOT-Modell (Local Linear Model Tree), welches das mechanische Verhalten der Brennkraftmaschine oder des Antriebsstrangs mit Fahrzeugmasse an Hand von vorgegebenen linearen Abbildungsfunktionen darstellt. Als Eingangsgrößen für das LOLIMOT-Modell kommen beispielsweise die Torsionsdrehgeschwindigkeiten der Brennkraftmaschine und der Räder und das vorgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine in Betracht. Alternativ ist auch vorstellbar, andere Größen zu berücksichtigen, beispielsweise die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine oder die Drosselklappenstellung. Das LOLIMOT-Modell berechnet aus den Eingangsgrößen vorzugsweise eine vorhergesagte Differenz der Drehwinkelgeschwindigkeiten der Brennkraftmaschine und der Räder oder eine andere die Torsion des Antriebsstrangs wiedergebende Größe. Das LOLIMOT-Modell verknüpft dabei mehrere lineare Abbildungsfunktionen, die das teilweise annähernd lineare Verhalten der Brennkraftmaschine und des Antriebsstrangs wiedergeben.In a further preferred embodiment is the model that is in the predictor is included, a LOLIMOT model (Local Linear Model Tree), which the mechanical behavior of the internal combustion engine or the drive train with vehicle mass on the basis of predetermined linear imaging functions represents. As input variables for the LOLIMOT model For example, come the Torsionsdrehgeschwindigkeiten the internal combustion engine and the wheels and the predetermined torque of the internal combustion engine into consideration. Alternatively, it is also conceivable to take into account other variables, for example the fuel supply to the engine or the throttle position. The LOLIMOT model preferably calculates a predicted one from the input variables Difference of the rotational angular velocities of the internal combustion engine and the wheels or another variable that reflects the torsion of the powertrain. The LOLIMOT model linked doing several linear mapping functions, the partially approximately linear behavior the internal combustion engine and the drive train play.
Vorteilhafterweise weist das LOLIMOT-Modell Gewichtungsfunktionen auf, die den einzelnen Abbildungsfunktionen zugeordnet sind. Die Gewichtungsfunktionen können beispielsweise Gausssche Normalverteilungen sein, mit denen die linearen Abbildungsfunktionen multipliziert werden. LOLIMOT-Modelle mit linearen Abbildungsfunktionen und Gewichtungsfunktionen sind näher in der Veröffentlichung „Local Linear Model Trees (LOLIMOT) Toolbox for Nonlinear System Identification" von 0. Nelles et al. (12th IFAC Symposium on System Identification, St. Barbara, USA, 2000) beschrieben, dessen Inhalt damit der vorliegenden Anmeldung zuzurechnen ist. Die Kombination aus linearen Abbildungsfunktionen und Gewichtungsfunktionen lässt einerseits eine leichte Anpassung des Modells an die tatsächlichen mechanischen Eigenschaften zu und bietet außerdem Vorteile in Bezug auf die Rechengeschwindigkeit, da keine rechenintensiven nichtlinearen Gleichungen berechnet werden müssen.Advantageously, the LOLIMOT model has weighting functions associated with the individual mapping functions. The weighting functions may be, for example, Gaussian normal distributions with which the linear mapping functions are multiplied. LOLIMOT models with linear mapping functions and weighting functions are closer in the publication "Local Linear Model Trees (LOLIMOT) Toolbox for Nonlinear System Identification" of 0. Nelles et al. (12 th IFAC Symposium on System Identification, St. Barbara, United States, 2000 The combination of linear mapping functions and weighting functions allows on the one hand a slight adaptation of the model to the actual mechanical properties and also offers advantages in terms of computing speed, since no computation-intensive non-linear equations have to be calculated ,
Vorzugsweise weist die Gewichtungsfunktion Parameter auf, die als Modellparameter beispielsweise von der Adaptionseinheit adaptiert werden können. Damit kann die Gewichtung der einzelnen linearen Abbildungsfunktionen angepasst werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Trennschärfe der einzelnen Gewichtungsfunktionen geändert werden kann, wodurch unter Umständen eine bessere Anpassung des Modells an die Realität möglich ist.Preferably The weighting function has parameters that act as model parameters for example, can be adapted by the adaptation unit. In order to can be the weighting of individual linear mapping functions be adjusted. Another advantage is that the selectivity of the single weighting functions can be changed, thereby in certain circumstances a better adaptation of the model to reality is possible.
Vorteilhafterweise werden die Parameter der linearen Abbildungsfunktionen des LOLIMOT-Modells als Modellparameter von der Adaptionseinheit angepasst. Dies kann beispielsweise über einen Regressionsalgorithmus bewerkstelligt werden, wie er in der oben bezeichneten Veröffentlichung von 0. Nelles et al. beschrieben ist. Weiterhin ist vorstellbar, weitere Abbildungsfunktionen und Gewichtungsfunktionen im Rahmen der Adaption zu generieren, um das Modell dem mechanischen Verhalten des Antriebsstrangs besser anzupassen.advantageously, become the parameters of the linear mapping functions of the LOLIMOT model adapted as model parameter by the adaptation unit. This can for example about a regression algorithm, as described in the above-mentioned publication from 0. Nelles et al. is described. Furthermore, it is conceivable, more Imaging functions and weighting functions in the context of adaptation to generate the model to the mechanical behavior of the powertrain better adapt.
Die Erfindung umfasst ferner eine Motorsteuerung mit einer Dämpfungseinrichtung in einer der beschriebenen Ausführungsformen. Eine solche Motorsteuerung ist besonders dazu geeignet, die Brennkraftmaschine so anzusteuern, dass verschleißerhöhende Belastungsspitzen und Ruckelbewegungen in Längsrichtung des Fahrzeugs vermieden werden.The The invention further comprises a motor controller with a damping device in one of the described embodiments. Such an engine control is particularly suitable for the internal combustion engine to control so that wear-increasing load peaks and jerking movements in the longitudinal direction of the vehicle can be avoided.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Dämpfungsverfahren, das beispielsweise mit einer der beschriebenen Dämpfungseinrichtungen durchgeführt werden kann.Of Furthermore, the invention comprises a damping method which, for example with one of the described damping devices carried out can be.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Die
Brennkraftmaschine
Die
Stelleinrichtung
Die
Dämpfungseinrichtung
umfasst ein Prädiktorglied
Die
Differenz ΔαMODELL entspricht
der zeitlichen Veränderung
der Torsion des Antriebsstrangs
Das
vom PD-Glied
Die
dargestellte Dämpfungseinrichtung
unterdrückt
insbesondere deswegen sehr wirkungsvoll Torsionsschwingungen im
Antriebsstrang
Dagegen
weist das Prädiktorglied
Zur Überprüfung der
Vorhersagequalität
und zu einer eventuellen Modelladaption des Modells des Prädiktorglieds
In
Im
LOLIMOT-Modell existieren für
bestimmte Bereiche der Zustandsgrößen Antriebsmoment M'SOLL und
Drehwinkelgeschwindigkeiten α1, α2 der Brennkraftmaschine und der Räder verschiedene
lokal lineare Abbildungsfunktionen
Zum Anpassen des LOLIMOT-Modells an die mechanischen Eigenschaften des Antriebsstrangs können die Parameter der Gewichtungsfunktion, also beispielsweise deren Filterschärfe und deren Integralwert verändert werden. Des weiteren können die Parameter der lokalen linearen Abbildungsfunktion verändert werden. Es ist außerdem möglich, dem LOLIMOT-Modell weitere lokale lineare Abbildungsfunktionen und Gewichtungsfunktionen hinzuzufügen. Dies kann auch in automatisierter Weise geschehen, wie dies in der oben bezeichneten Veröffentlichung von 0. Nelles et al. beschrieben ist.To the Adapting the LOLIMOT model to the mechanical properties of the Drivetrain can the parameters of the weighting function, so for example their filter focus and their integral value changed become. Furthermore, you can the parameters of the local linear mapping function are changed. It is also possible, the LOLIMOT model further local linear mapping functions and weighting functions add. This can also be done in an automated way, as in the above-mentioned publication from 0. Nelles et al. is described.
In
Eine Möglichkeit, die Reaktion des Modells des Antriebsstrangs auf ein vorgegebenes Antriebsmoment M'SOLL zu berechnen, ist numerisch in einem Zeitschrittverfahren die Drehwinkelgeschwindigkeiten der Brennkraftmaschine α'1 und der Räder α'2 vorherzusagen. Die Differenz der beiden Drehwinkelgeschwindigkeiten ist dann ein Maß für die Torsion des Antriebsstrangs.One possibility for calculating the response of the model of the drive train to a predefined drive torque M ' SOLL is to numerically predict the rotational angular speeds of the internal combustion engine α' 1 and the wheels α ' 2 in a time step method. The difference between the two rotational angular velocities is then a measure of the torsion of the Powertrain.
Die
Parameter des Modells, im dargestellten Fall das erste Massenträgheitsmoment
I1, das zweite Massenträgheitsmoment I2,
die Drehfederkonstante k und die Dämpfungskonstante c, können vorher
festgelegt werden oder im Versuch ermittelt werden. So ist beispielsweise
das Massenträgheitsmoment
der bewegten Teile der Brennkraftmaschine üblicherweise bekannt. Aus der
Masse des Fahrzeugs und der Räder
kann unter Berücksichtigung
des Übersetzungsverhältnisses
des Antriebsstrangs das Massenträgheitsmoment
Die Erfindung ist nicht auf das vorgehend beschriebene Ausführungsbeispiel und das beschriebene Verfahren beschränkt sondern umfasst auch andere Vorrichtungen und Verfahren, soweit diese von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen.The Invention is not limited to the embodiment described above and the method described limited but includes others Devices and methods, as far as they are of the inventive concept Make use.
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